Resin Formaldehid

download Resin Formaldehid

of 12

description

FORMALDEHID

Transcript of Resin Formaldehid

Nama: Abdussalam TopandiNIM: 121424001Kelas: 2A-TKPBResin Fenol Formaldehid1. Pengertian ResinResin adalah suatu campuran yang kompleks dari ekskret tumbuh-tumbuhan dan insekta, biasanya berbentuk padat dan amorf dan merupakan hasil terakhir dari metabolisme dan dibentuk dari ruang-ruang skizogen dan skizolisigen. Secara fisis, resin ini biasanya keras, transparan plastis dan pada pemanasan menjadi lembek. Secara kimiawi, resin adalah campuran yang kompleks dari asam-asam resinat, alkoholresinat, resinotannol, ester-ester dan resene-resene. Bebas dari zat lemas dan mengandung sedikit oksigen karena mengandung zat karbon dalam kadar tinggi, maka kalau dibakar menghasilkan angus. Ada juga yang menganggap bahwa resin terdiri dari zat-zat terpenoid, yang dengan jalan addisi dengan air menjadi dammar dan fitosterin. Sifatnya tidak larut dalam air, sebagian larut dalam alcohol, larut dalam eter, aseton, petroleum eter, kloroform, dan lain-lain. Apabila resin-resin dipisahkan dan dimurnikan, biasanya dibentuk dalam zat padat yang getas dan amorf, yang kalau dipanaskan akan menjadi lembek dan akan habis terbakar.Isi dari resin pada umumnya adalah asam-asam resinat dan alkohol-alkohol resinat.Resin atau binder merupakan komponen utama dalam cat. Resin berfungsi merekatkan komponen-komponen yang ada dan melekatkan keseluruhan bahan pada permukaan suatu bahan (membentuk film). Resin pada dasarnya adalah polymer dimana pada temperatur ruang (atau temperatur applikasi) bentuknya cair, bersifat lengket dan kental.

2. Macam-macam resin a. Resin PhenolMerupakan resin sintetik yang dibuat dengan mereaksikan phenol dengan formaldehida, wujud nya keras, kuat, awet dan dapat dicetak pada berbegai kondisi.Bahan ini mempunyai daya tahan panas dan airyang baik dandapat diberi macam-macam warna, sering digunakan sebagai bahan pelapis dan laminating, pengikat batu gerinda, pengikat logam ataugelas, dapat dicetak menjadi kotak, isolator listrik, tutup botol dan tangkai pisau.

b. Resin AminoAda dua jenis resin amino, yakni: formaldehida urea dan formaldehida melamin.Formaldehida melamin banyak di pasarkan dalam bentuk serbuk, untuk kemudian di cetak, sedangkan bila bentukcair (larutan), untuk digunakan sebagai perekat.Untuk meningkatkan sifat mekanik dan listrik, maka pada melamin ditambahkan bahan pengisi,sehingga dapat juga digunakan untuk membuatsendok-garpu, bagian busi,tombol-tombol danalat cukur.Formaldehida urea. Resin urea, dapat dicetak tekan, memiliki permukaan yang keras dan mempunyainilai dielektrik yang tinggi dan dapat diberi berbagai warna. Produk yang dihasilkan dari resin urea adalah: peralatan listrik, kancing, dll. Kedua jenis resin ini banyak juga digunakan untuk mencegahberkerut dan kusut nya kain katun dan untuk mencegah menyusutnya kayu.

c. Resin Furan.Resin ini berasal dari hasil pengolahan limbah pertanian, seperti: tongkol jagung dan bijikapas. Warna produk nya agak tua, tahan air danmempunyai sifat-sifat listrik yang baik.

d. Resin Epoksida.Resin jenis ini banyak dipakai untuk keperluan: pengecoran,pelapisan, protektor alat-alat listrik, campuran cat dan sebagaiadhesif (perekat/lem).Karena alasan resin ini tahan terhadap aus dan beban kejut, maka sering juga digunakan untukmembuat cetakan tekan (metalurgi serbuk), panel sirkuit listrik, tangki .

e. Resin SilikonPolimer dengan silikon sebagai bahan dasarMempunyai sifat yang sangat berbeda denganbahan dasar plastik (atom karbon) lain nya. Sifat-sifat spesifik nya adalah: stabilitas (tahan terhadapsuhu tinggi), kedap air, oleh karena itu sering digunakan untuk membuat: minyak gemuk (fat), resin,perekat dan karet sintetis.Contoh polimer termoplastik ialah Selulosa yang dibuat dari serat kapas dan kayu, namun sangat kuat dan ulet serta dapat diberi ber-bagai warna.

3. Pembagian Resin berdasarkan mekanisme mengering atau mengerasnya (pembentukan film) :PENGUAPAN SOLVENT(Lacquer dan Duco)Mengering atau mengerasnya resin terjadi karena penguapan solvent yang ada. Bahan yang padat akan tertinggal dan menempel merata pada seluruh permukaan bahan yang dicat. Selama solventnya masih ada maka resin ini belum mengeras. Untuk mempercepat proses menguapnya solvent, biasanya dibantu dengan pemanasan.Resin jenis ini secara alamiah polymer-nya sudah cukup besar sehingga film yang terbentuk sekalipun tidak terjadi reaksi kimia sudah cukup kuat dan padat.Kecepatan mongering, kualitas rata dan kilap dari permukaan film sangat dipengaruhi oleh pemilihan jenis dan komposisi solventnya. Contoh resin jenis ini adalah Nitro Cellulosa (NC), Cellolose Acetate Butyrate (CAB), Chlorinated Rubber, Acrylic Co-polymer, dll

REAKSI DENGAN UDARA(Varnish dan Syntetic Enamel)Mengering atau mengeras karena ada reaksi kimia antara komponen udara (oksigen atau air) dengan resin tersebut membentuk molekul-molekul baru yang lebih besar dan saling berikatan satu sama lain.Resin Alkyd atau Natural Oil (atau kombinasi keduanya) mempunyai ikatan rangkap (tak jenuh) dalam struktur molekulnya, oleh karenanya resin ini bersifat reaktif terhadap oksigen, namun pada temperatur ruang raktifitasnya masih kurang, perlu ditingkatkan reaktifitasnya dengan penambahan katalis (dryer) jika akan dipakai.Pada resin Prepolymer Polyisocyanate terjadi reaksi moisture cure antara gugus fungsional yang reaktif dengan air (kelembaban) di udara.Ciri utama cat yang mempergunakan Resin jenis ini adalah akan mudah mengeras pada permukaannya (atau mengulit), bila kena udara (terbuka kalengnya cukup lama).

REAKSI POLYMERISASICampuran akan mengeras atau mengering karena terjadi reaksi kimia antara dua resin yang ada dalam campuran cat, reaksi ini sering disebut reaksi polymerisasi. Reaksi polymerisasi (baik kondensasi maupun addisi) dapat berlangsung karena adanya katalis, tanpa katalis (non katalis), panas atau radiasi UV. Hasil reaksinya adalah sebuah campuran polymer yang mempunyai berat molekul jauh lebih besar dan mempunyai ikatan tiga demensi (crosslink) yang jauh lebih kuat dibanding reaksi yang dijelaskan sebelumnya.

Tanpa katalis(2 Pack Enamel)Pada suhu ruang, dua pasang resin jenis ini sudah cukup reaktif untuk memulai reaksi, maka pasangan resin jenis ini harus dipisahkan satu sama lain sebelum dipakai, dicampur satu dengan lainnya jika hanya akan digunakan.Tergolong dalam jenis ini adalah resin Epoxy dengan Polyamide dan Polyol dengan Polyisocyanate. Resin kedua dalam pasangan tersebut, polyamide atau polyisocyanate biasa disebut sebagai hardener, karena setelah resin ini dicampurkan dengan pasangannya akan terjadi reaksi polymerisasi dimana hasilnya ditandai dengan mengerasnya campuran tersebut.

Dengan KatalisKarena pasangan dua resin ini tidak cukup reactive, maka perlu ditambahkan katalis untuk memulai reaksinya. Resin jenis ini bisa dicampur dan disimpan dalam satu wadah satu dengan lainnya.Selama katalis belum dicampurkan maka tidak akan terjadi pengerasan pada bahan-bahan tersebut. Contoh resin ini adalah resin amino (melamine) dan alkyd polyol yang akan bereaksi atau mengeras bila ditambahkan katalis yaitu berupa asam organik atau anorganik.

Panas (StovingEnamel)Disamping katalis seperti sudah disebutkan di atas, panas juga biasa digunakan sebagai alat untuk mempercepat reaksi kimia. Contohnya adalah resin amino dan alkyd polyol yang dipakai pada cat jenis stoving (pangggang) pada cat-cat mobil.

Radiasi UVBeberapa resin tertentu, seperti: Polyester tidak jenuh, bisa bereaksi satu dengan yang lain bila diradiasi dengan sinar UV. Pengeringan dan pengerasan terjadi setelah campuran resin dikenai sinar UV.

Selain dibagi berdasarkan mekanisme pembentukan filmnya, juga bisa dibagi berdasarkan sifat film yang terbentuk, yaitu:THERMOPLASTICFilm yang terbentuk dapat dikembalikan ke sifat semula dengan melarutkan ke dalam solvent

THERMOSETINGFilm tidak bisa dikembalikan ke komponen asal, karena sudah membentuk ikatan tiga demensi yang kokoh dan kuat

Setiap jenis resin mempunyai banyak sekali type dan turunanya, bahkan kombinasi antara satu resin dengan resin yang lain juga menambah perbendaharaan jenis resin baru. Daya tahan, kekuatan dan karakter cat secara keseluruhan sangat dipengaruhi oleh jenis resin yang dipakai. Pemilihan resin yang dipakai sangat dipengaruhi oleh banyak pertimbangan diantaranya adalah sebagai berikut: Pemakaian, jika akan digunakan dengan kuas maka sebaiknya dipakai resin yang secara alami encer dan agak lambat keringnya. Resin yang cocok adalah alkyd dengan kadar oil yang cukup banyak (alkyd long oil). Resin dengan kekentalan tinggi dan cepat kering sangat tidak cocok dipakai untuk pemakain dengan kuas, akan menimbulkan permukaan yang tidak rata setelah cat kering. Begitu juga resin yang encer dan lambat kering sangat tidak cocok untuk pemakaian dengan spray pada permukaan vertical. Kekuatan, jika dibutuhkan cat dengan daya tahan tinggi terhadap sinar matahari, maka resin yang tepat adalah Acrylic atau Polyurethane, namun jika dibutuhkan cat dengan kekuatan tinggi terhadap kimia, gesekan, benturan, dll namun untuk pemakian di dalam, maka resin Epoxy adalah jawabannya. Dan pertimbangan-pertimbangan yang lain seperti ongkos/harga, substrat (permukaan bahan yang akan di cat), lingkungan (berair, kering, korosif,), dan lain-lain.

A. Resin Fenol Formaldehid1. Pengertian Resin Fenol FormaldehidPhenol formaldehid merupakan resin sintetis yang pertama kali digunakan secara komersial baik dalam industri plastik maupun cat (surface coating). Phenol formaldehid dihasilkan dari reaksi polimerisasi antara phenol dan formaldehid. Reaksi terjadi antara phenol pada posisi ortho maupun para dengan ormaldehid untuk membentuk rantai yang crosslinking dan pada akhirnya akan membentuk jaringan tiga dimensi (Hesse, 1991).Fenol formaldehid termasuk kelompok resin sintetis yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi antara phenol dengan formaldehid. Phenol formaldehid dapat diaplikasikan sebagai vernis karena dapat membentuk lapisan film yang kering. Resin Fenol Formaldehid termasuk polimer thermoset. Polimer Thermoset memiliki perilaku sebagaimana logam gelas, atau keramik sebagai akibat dari struktur rantai molekulnya yang kaku dengan ikatan kovalen membentuk jejaring 3 dimensi. Pada saat polimerisasi jejaring terbentuk lengkap dan terbentuk kaitan silang tiga dimensi secara permanen. Proses pembentukan tidak bersifat irreversible. Tidak seperti halnya polimer thermoplastik, thermoset tidak memiliki Tg (temperatur transisi gelas) yang jelas. Kekuatan dan kekerasan dari thermoset pun tidak banyak dipengaruhi oleh kenaikan temperatur dan laju deformasi.

2. Sifat-Sifat Resin FenolSifat produk akhir berbeda terutama karena rumusan bahan mentahnya, jenis dan banyaknya katalis, pengisi, dan pemilihan medium dalam hal resin fenol. Keuntungan :1. Mudah dibentuk, dan menguntungkan dalam kestabilan dimensi. Kurang penyusutannya dan kurang keretakannya.2. Unggul dalam sifat isolasi listrik.3. Relatif tahan panas dan dapat padam sendiri.4. Unggul dalam ketahanan asamKerugiannya:1. Kurang tahan terhadap alkali2. Aslinya agak berwarna, jadi tak bebas dalam pewarnaan3. Ketahanan busur listriknya tidak baik

3. Jenis resin fenol formaldehidBerdasarkan perbandingan mol reaktan dan jenis katalis yang digunakan, resin phenol formaldehid dibagi menjadi 2 jenis yaitu novolak dan resol. a) Novolak yang bersifat termoplast. Jenis novolak dibuat pada suasana asam dengan penambahan HCl, suhu 900C, dan waktu reaksi 5 jam. Novolak merupakan hasil reaksi antara phenol ekses dengan formaldehid oleh adanya katalis asam. Jenis katalis asam yang sering digunakan adalah asam sulfat, asam klorida, dan asam oksalat dengan konsentrasi rendah. Hasil reaksi akan membentuk produk yang termoplast dengan berat molekul500 - 900. Kondisi optimum jenis novolak diperoleh pada pH 2,5 dan perbandingan reaktan 1 : 0,8. Agar novolak menjadi bersifat termoset maka membutuhkan pemanasan danpenambahan crosslinking agent (Frisch, 1967). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan bertambahnya pH dan perbandingan reaktan, waktu kering semakin lama. Pada novolak, reaksipolikondensasi dapat berlangsung sempurna sampai membentuk rantai dengan struktur methylenelink dan phenol terminate tanpa adanya gugus fungsional dan tidak dapat cure dengan sendirinya.Pada suasana asam, raeksi kondensasi (pembentukan jembatan methylene) berjalan cepat dibandingpembentukan gugus methylol (Hesse, 1991). Aplikasi jenis novolak sebagai vernis kayu menghasilkan warna yang lebih cerah (tingkat gloss tinggi) dibanding dengan jenis resol.

b) Resol bersifat thermoset, merupakan hasil reaksi antara phenol dengan formaldehid ekses oleh adanya katalis basa. jenis resol dibuat pada suasana basa dengan penambahan NaOH, suhu 800C dan waktu reaksi 3 jam. Untuk jenis resol dicapai pada pH 10 dan perbandingan mol reaktan 1 : 2. Jenis katalis basa yang sering digunakan adalah natrium hidroksida dan ammonium hidroksida pada pH =8-11. Produk phenol formaldehid yang dihasilkan dengan katalis natrium hidroksida akan mempunyai sifat larut dalam air dan apabila katalis yang digunakan ammonium hidroksida akan memberikan sifat tidaklarut dalam air yang dikarenakan terbentuk bis dan trishydroksylbenzylamin (Martin, 1956).

4. Pembuatan Resin Fenol FormaldehidReaksi terjadi antaraphenol pada posisi ortho maupun para dengan ormaldehid untuk membentuk rantai yang crosslinking dan pada akhirnya akan membentuk jaringan tiga dimensi (Hesse, 1991).Adapun cara pembuatan Novolak adalah sebagai berikut (Rokhati, 2008) :

Sedangkan cara pembuatan Resol adalah sebagai berikut :

5. Kegunaan resin Fenol Formaldehida

Salah satu aplikasi dari resin phenol formaldehid adalah untuk vernis. Vernis adalah bahanpelapisakhir yang tidak berwarna (clear unpigmented coating). Istilah vernis digunakan untuk kelompokcairan jernih yang memiliki viskositas 2 3 poise, yang bila diaplikasikan akan membentuk lapisan film tipis yang kering dan bersifat gloss (glossy film). Proses pengeringan pada vernis dapat melaluipenguapan (evaporasi) dari solvent, oksidasi dengan udara, dan polimerisasi sejumlah unsur yangterkandung dalam vernis. Hasil akhir dari vernis adalah lapisan film transparan yang memperlihatkantekstur bahan yang dilapisi.Perkembangan phenol formaldehid untuk aplikasi vernis dan lacquer telah mampu menyaingi produkmelamin formaldehid karena harganya yang lebih murah. Selain itu, hasil aplikasinya dapat memunculkan jenis vernis dan lacquer yang berwarna sedangkan melamin formaldehid tidakberwarna sehingga bila diinginkan hasil aplikasi yang berwarna tidak perlu penambahan zat warna.Produk phenol formaldehid ada yang memberikan warna jernih kekuning-kuningan tetapi ada juga yang kecoklatan sampai kemerah-merahan.

Selain itu digunakan untuk bahan pelapis dan laminating pengikat batu gurinda dan pengikat logam, dapat dicetak menjadi kotak, tutup botol, tangkai pisau, kotak radio dan TV.

6. Aplikasi Penggunaan Resin Phenol ForlmaldehideBentuk yang rumit dapat dicetak. Digunakan untuk komponen dalam bidang listrik dan komunikasi. Selain hal di atas, resin fenol juga kadang-kadang digunakan sebagai resin tukar ion ketika gugus-gugus fungsional yang lain hadir, juga dipakai sebagai pernis, senyawa cetakan, bahan laminating (teristimewa untuk panel dinding dekorasi dan taplak meja, dan bahan perekat (khususnya untuk kayu lapir dan particle board).

7. Bahaya Resin Formaldehida Karena resin formaldehida dipakai dalam bahan konstruksi seperti kayu lapis/tripleks, karpet, danbusa semprot dan isolasi, serta karena resin ini melepaskan formaldehida pelan-pelan, formaldehida merupakan salah satu polutan dalam ruangan yang sering ditemukan. Apabila kadar di udara lebih dari 0,1 mg/kg, formaldehida yang terhisap bisa menyebabkan iritasi kepala dan membran mukosa,yang menyebabkan keluarnya air mata, pusing, teggorokan serasa terbakar, serta kegerahan.Jika terpapar formaldehida dalam jumlah banyak, misalnya terminum, bisa menyebabkan kematian.Dalam tubuh manusia, formaldehida dikonversi menjadi asam format yang meningkatkan keasamandarah, tarikan nafas menjadi pendek dan sering, hipotermia, juga koma, atau sampai kepada kematiannya. Di dalam tubuh, formaldehida bisa menimbulkan terikatnya DNA oleh protein, sehingga mengganggu ekspresi genetik yang normal. Binatang percobaan yang menghisap formaldehida terus-terusan terserang kanker dalam hidung dan tenggorokannya, sama juga dengan yang dialami oleh parapegawai pemotongan papan artikel. Tapi, ada studi yang menunjukkan apabila formaldehida dalam kadar yang lebih sedikit, seperti yang digunakan dalam bangunan, tidak menimbulkan pengaruh karsinogenik terhadap makhluk hidup yang terpapar zat tersebut.

DAFTAR PUSTAKAHesse, W., (1991), Phenolic Resin dalam Ulmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 19 Edisi 5, VCH Publishers, New York McCaffery, E.L., 1970. Laboratory Preparation for Macromolecular Chemistry. McGraw-Hill Book Company : New Yorkhttp://en.wikipedia.org/wiki/Phenol_formaldehyde_resinhttp://htmlimg4.scribdassets.com/3bffnlhmgwzztd5/images/15-9d6e7b495e.jpghttp://htmlimg1.scribdassets.com/3bffnlhmgwzztd5/images/16-7927825f6d.jpghttp://bilangapax.blogspot.com/2011/02/resin-melamin-formaldehida.htmlhttp://taritania.blogspot.com/2012/01/makalah-resin-fenol-urea-formaldehid.htmlhttp://andhyasroel.blogspot.com/http://putrairawan.blogspot.com/2009/06/m-e-l-m-i-n.htmlhttp://smk3ae.wordpress.com/2008/10/13/mengenal-melamin-sebagai-resin/http://anitadandunia.wordpress.com/2011/06/15/urea-formaldehid/http://www.foodreview.biz/preview.php?view2&id=55841